Otsonin vaikutus materiaalien korroosionkestävyyteen: Kirjallisuustutkimus

    Research output: Book/ReportReport

    Abstract

    Otsonivalkaisun käyttö sellutehtaiden valkaisimoissa on lisääntynyt kloorikemikaalien käytön vähentämisen takia. Otsonia on käytetty menestyksellisesti sekä ECF-valkaisussa (Elementary Chlorine Free) että TCF-valkaisussa (Total Chlorine Free). Otsoni sopii myös vedenkäsittelykemikaaliksi, koska se estää ja tuhoaa hyvin tehokkaasti bakteeri- ja leväkasvustoa. Lisäksi otsonia käytetään teollisuuden ja jätevesilaitosten poistoilman käsittelyyn, ruuan sterilointiin sekä tekstiilien valkaisuun. Otsonin kemiallisista ominaisuuksista tärkein on kyky toimia hapettimena. Se onkin yleisesti käytetyistä valkaisu- ja vedenkäsittelykemikaaleista voimakkain hapetin. Valtaosa kirjallisuudessa esitetyistä tuloksista käsittelee vedenkäsittely- ja jäähdytysvesilaitteiden materiaaliongelmia. Kirjallisuudesta saatavat tiedot otsonin vaikutuksesta eri materiaalien korroosionkestävyyteen ovat ristiriitaisia. Ristiriitaiset tulokset johtuvat todennäköisesti siitä, että valtaosa kokeista on suoritettu todellisissa käyttöolosuhteissa, jolloin otsonipitoisuuksien ohella eroja on ollut myös muissa ympäristömuuttujissa. Materiaalinvalinnassa otsoniolosuhteisiin on olennaista ottaa huomioon, onko kyseessä otsonipitoinen kuiva kaasu, otsonipitoinen kostea kaasu vaiko liuos, joka sisältää otsonia. Perinteisillä AISI 304L- ja 316L-tyyppisillä ruostumattomilla teräksillä on hyvä korroosionkestävyys sekä otsonipitoisissa vesiliuoksissa että otsonipitoisissa kaasuissa. Otsonaattoreiden ja otsonilaitosten rakennemateriaaleina käytetään yleisesti juuri austeniittisia AISI 304L- ja 316L-tyyppisiä ruostumattomia teräksiä. Otsonipitoisissa vesiliuoksissa on runsaasti seostettujen austeniittisten ruostumattomien terästen ja duplex-ruostumattomien terästen yleisen korroosion kestävyys huonompi kuin AISI 304- ja AISI 316-terästen. Mikäli otsonipitoisissa liuoksissa on paljon klorideja, on mahdollista, että perinteisten AISI 304L- ja 316L-terästen käytettävyyttä rajoittaa niiden huono piste- ja rakokorroosionkestävyys. Otsonipitoisiin paljon klorideja sisältäviin käyttöympäristöihin onkin ehdotettu käytettäväksi runsaammin seostettuja ruostumattomia teräksiä, joilla on kloridiliuoksissa parempi paikallisen korroosion kestävyys kuin perinteisillä AISI 304L- ja 316L-teräksillä. Luonnonkumia sisältävät tiivisteet ym. komponentit eivät sovellu otsonia sisältäviin käyttöympäristöihin, koska otsoni reagoi erittäin voimakkaasti kaikkien orgaanisten aineiden kanssa. Muovimateriaaleista ainakin PTFE (teflon), PVDF, ECTFE (halar), vinyyliesteri ja PVC kestävät hyvin sekä kaasumaista kuivaa ja kosteaa otsonia että otsonia sisältäviä vesiliuoksia. Myös osa synteettisistä kumeista kestää otsonia. Hiiliterästen ja kupariseosten korroosionkestävyys jäähdytysvesiympäristöissä, joiden pH-arvot ovat 8,5...9,1 ja lämpötilat 20...40 oC, on riippuvainen pääasiassa käyttöympäristön veden koostumuksesta eikä liuoksen otsonipitoisuudesta, O3 < 1 mg/l. Otsoni kiihdyttää hiiliterästen ja kupariseosten syöpymistä erityisesti liuoksissa, joissa materiaalien pinnoille ei muodostu pysyviä sähköä johtamattomia kerrostumia.
    Original languageFinnish
    Place of PublicationEspoo
    PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
    Number of pages54
    ISBN (Print)951-38-5080-3
    Publication statusPublished - 1996
    MoE publication typeNot Eligible

    Publication series

    SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
    Number1805
    ISSN1235-0605

    Keywords

    • ozone
    • corrosion
    • corrosion resistance
    • degradation
    • liquids
    • utilization
    • paper industry
    • bleaching
    • steels
    • carbon steels
    • stainless steels
    • austenitic steels
    • copper
    • titanium
    • nickel
    • plastics
    • elastomers

    Cite this

    Pohjanne, P. (1996). Otsonin vaikutus materiaalien korroosionkestävyyteen: Kirjallisuustutkimus. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1805 http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/1996/T1805.pdf